基于多模型联合滤波的MIMU/GPS组合导航方法
2021-10-17刘洁瑜崔亚龙李新三
中国惯性技术学报 2021年3期
沈 强,刘洁瑜,李 灿,崔亚龙,李新三
(1. 火箭军工程大学 导弹工程学院,西安 710025;2. 中国人民解放军96851 部队,盘锦 124214)
惯性导航系统具有隐蔽性、自主性、宽频性以及信息全面等优势,在军用和民用领域均得到了广泛应用。其缺点为导航误差随时间累积,特别是对于MIMU 这种精度相对较低的惯性系统而言,有必要通过组合导航的方式对导航误差进行校正[1]。
组合导航需要高性能导航滤波技术的支撑。目前,导航滤波通常采用概率化滤波方法来解决[2-4]。这类方法解决了很多应用中的问题,但是,这些概率化方法对噪声的分布都有严格的要求,并要求其统计特性已知,导致这类方法存在一定的缺陷。为解决该问题,可采用自适应的卡尔曼滤波算法,将系统的动态变化看作随机干扰归到模型和噪声中去,对模型参数和噪声统计特性进行估计和修正使之适应系统动态变化[5-7],组合导航中使用的自适应滤波的方法有多种,包括模糊自适应滤波、衰减记忆滤波、Sage-Husa自适应滤波等,研究表明,在组合导航中自适应滤波可以修正一定的噪声统计特性。近年来,另一类滤波方法,集员估计方法[8-10]正逐渐受到重视。该类方法只要求噪声未知但有界(Unknown But Bounded, UBB),由于在实际系统中噪声的边界信息较之概率化假设来说更容易获取,可克服概率化滤波方法在应用中存在的局限性。
但是,对于MIMU/GPS 组合导航系统,两类噪声是同时存在的,GPS 接收机跟踪环路中的热噪声是典型的高斯白噪声,而动态应力和振动引起的时钟相位抖动则属于非高斯噪声[11],MEMS 陀螺的随机漂移是白噪声与多种非高斯噪声的叠加。……
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